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作者：翁轶能浙江工商大学

学位级别：硕士

石墨烯因独特的理化特性使其在各领域具有广阔的应用前景。随着生产和使用量的不断增大,石墨烯将不可避免地进入到环境中,给生态环境和人类健康带来潜在风险。迄今,已有诸多研究报道了石墨烯的环境生态毒理效应。植物作为生态系统中重... 详细信息

石墨烯因独特的理化特性使其在各领域具有广阔的应用前景。随着生产和使用量的不断增大,石墨烯将不可避免地进入到环境中,给生态环境和人类健康带来潜在风险。迄今,已有诸多研究报道了石墨烯的环境生态毒理效应。植物作为生态系统中重要生产者,尽管石墨烯材料对其生理学影响及机制已被多方报道,但石墨烯对植物生长必需大量元素—氮素的吸收及转化方面影响的报道仍缺乏。此外,土壤作为石墨烯最大的可能性受体,石墨烯对土壤中最重要的氮素养分转化的影响也亟待进一步研究。因此,本研究以小麦和土壤作为研究对象,首先研究了氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)对小麦硝态氮吸收和同化的影响及内在机制,随后揭示GO对土壤氮转化的影响及机制。本研究有望为石墨烯对植物氮素利用效率和土壤氮素循环的影响提供基础信息。主要取得以下几方面的研究成果:(1)200-800 mg·LGO处理的小麦根部硝态氮浓度显着降低。无损伤微电极测量结果表明,GO可以显着降低小麦根部分生区、伸长区和成熟区的NO净通量。进一步分析表明,GO可进入根细胞,在液泡中聚集,并且显著减少最大根长和侧根数量。此外,还可以观察到GO处理使小麦根尖变白、出现折痕,诱导氧化应激并减弱根系呼吸。上述结果表明,GO不利于根系生长,并减少根系养分吸收面积。在分子水平上,GO胁迫会导致小麦根系DNA损伤并抑制大多数硝酸盐转运蛋白(Nitrate transporter,NRTs)的基因表达,其中下调最显着的基因是NRT1.3、NRT1.5、NRT2.1、NRT2.3和NRT2.4。因此,GO胁迫可通过减少小麦根吸收面积和根系活性,并降低了NRTs的表达抑制NO吸收速率,不利于植物对硝酸盐的积累。(2)200-800 mg·LGO处理下,单层和多层GO对小麦地上部生长根系鲜重、长度和侧根数均随着处理浓度的升高逐渐呈现显著抑制效应。并且,上述指标在单层和多层GO处理间无显著差异。进一步分析发现,高浓度GO处理显著降低了根系硝态氮、同化氮和总氮含量。其中,400 mg·L单层处理下根的硝态氮、同化氮和总氮降幅比多层GO处理高了0.9、1.3和1倍。根系氧化胁迫及NO吸收原位分析表明,与多层GO相比单层GO使根尖受损程度更大,NO净流入速率更低。此外,单层GO处理下小麦根系中多个硝酸盐转运体基因包括NRT1.5、NRT2.1、NRT2.2、NRT2.3和NRT2.4的表达水平也较多层GO处理更低。对地上部而言,>400 mg·L单层和多层GO也显著降低了地上部氮浓度,但两种GO处理间无显著差异。此外,尽管GO处理降低了地上部氮含量,但对光合作用的影响尚未达到显著性水平。综上,与多层GO相比,相同浓度的单层GO诱导的根系氧化胁迫以及对植物硝态氮吸收及积累的抑制效应更为显著。(3)400 mg·LGO处理显著抑制小麦鲜重的积累,并导致其在地上部和根部分别产生4895和10987个差异表达基因(DEGs)。进一步分析显示,GO可导致地上部谷氨酰胺合成酶(GS)编码基因显著下调。而根部除此之外,其硝酸盐还原酶(NR)、谷氨酸合成酶(GOGAT)和谷氨酸脱氢酶(GDH)的部分编码基因也均显示出显著下调的趋势。相应地,GO同时引起小麦根部多个氮同化相关酶活性降低,其中作为硝态氮同化限速酶的硝酸还原酶(Nitrate reductase,NR)活性在400 mg·LGO浓度下较对照降低75%,而作为铵态氮同化中心酶的GS活性则降低76%。随之,GO对氮同化产物包括亚硝态氮、铵态氮、谷氨酰胺、谷氨酸和蛋白含量也呈负调控。上述结果表明GO处理不利于小麦的N同化,并以对NR和GS参与的氮同化影响最为显著。(4)在配施尿素氮肥的土壤中,GO可显著降低土壤微生物量,并引起微生物多样性下降。其中,氮转化相关菌如厚壁菌门(Firmicutes)、硝化螺旋菌门(Nitrospira)、变形菌门(Proteobacteria)、浮霉菌门(Planctomyces)、蓝藻菌门(Cyanobacteria)丰度在GO处理后显著下降,且对多层GO的响应更为显著。参与氮转化的相关酶中,硝酸还原酶对GO的响应浓度最低、降幅最大,其次是氨单加氧酶和脲酶,变幅分别达13%-31%、5%-26%和9-19%。高浓度GO的添加使土壤尿素留存量较对照显著增加32%-59%,而铵态氮和硝态氮含量则分别低22%-28%和55%-69%。上述研究结果表明,土壤中GO的添加可降低微生物的活性,抑制土壤中尿素的水解,减少酰胺态氮向硝铵态氮的转化,减缓了土壤的氮循环。

关键词：石墨烯植物土壤氮微生物

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石墨烯对植物的生理毒性效应研究进展

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应用生态学报 2020年第6期31卷 2129-2138页

作者：翁轶能蒋楠李佳欣应祉凝都韶婷浙江工商大学环境科学与工程学院杭州310008 浙江工商大学分析测试中心杭州310008

石墨烯是当前研究最热的碳纳米材料,具有独特的理化特性,在各领域广泛应用。随着石墨烯生产和使用量的不断增大,其不可避免地进入到环境中,给生态环境和人类健康带来风险。阐明石墨烯的潜在毒性效应及其作用机制对于客观评价石墨烯的生... 详细信息

石墨烯是当前研究最热的碳纳米材料,具有独特的理化特性,在各领域广泛应用。随着石墨烯生产和使用量的不断增大,其不可避免地进入到环境中,给生态环境和人类健康带来风险。阐明石墨烯的潜在毒性效应及其作用机制对于客观评价石墨烯的生态环境健康风险具有重要意义。迄今为止,已有诸多研究报道了石墨烯的植物生理毒理效应。研究表明,石墨烯对植物的生理学响应及其生理变化过程存在影响,涉及萌芽、幼苗生长、氧化应激、光合特性、植物激素和代谢过程等,且多呈浓度效应。今后亟需构建一套被广泛认可的植物石墨烯毒性评价体系,为石墨烯的安全生产和使用提供指导。

关键词：石墨烯植物毒理胁迫激素基因

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基于深度学习的小麦抗旱相关根系表型原位测量与分析

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农业机械学报 2024年第5期55卷 207-217页

作者：段凌凤傅金阳王新轶施家伟李为坤杨万能华中农业大学工学院武汉430070 华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室武汉430070

根系是植物吸收水分的主要通道,根系表型与植物抗旱能力息息相关。为了快速准确地获取小麦根系表型指标,利用土培根盒法进行了小麦干旱胁迫实验,共采集18个时间点的根系时序图像。设计了一套基于深度学习的根系图像处理与分析流程,针对... 详细信息

根系是植物吸收水分的主要通道,根系表型与植物抗旱能力息息相关。为了快速准确地获取小麦根系表型指标,利用土培根盒法进行了小麦干旱胁迫实验,共采集18个时间点的根系时序图像。设计了一套基于深度学习的根系图像处理与分析流程,针对土壤遮蔽引起的断根问题,提出了一种融合目标检测网络和沙漏注意力网络的检测-修复两阶段断根修复方法,以修复根系断裂区域,并通过多尺度训练和自适应迭代法提高修复精度和鲁棒性。提取了小麦在干旱胁迫和对照处理下的根面积、总根长、根宽、根深、根宽深比、根密度6个表型性状,分析了小麦根系对干旱胁迫的表型响应。结果显示,干旱胁迫下,小麦会有更低的根系生物量、更深的根系扎根深度及更分散的根系构型。同时计算了小麦根系干旱胁迫耐受性指数,结合主成分分析法,对小麦品种的抗旱能力进行了描述和排序。

关键词：小麦根系表型原位测量抗旱性分析断根修复深度学习

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台湾海峡水沙数值模拟与地貌冲淤分析

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海洋学报 2024年第4期46卷 90-105页

作者：钟皓周洁琼吴自银赵荻能曹振轶朱超自然资源部第二海洋研究所浙江杭州310012 自然资源部海底科学重点实验室浙江杭州310012 上海交通大学海洋学院上海200030 卫星海洋环境动力学国家重点实验室浙江杭州310012

台湾海峡是我国最大的海峡,也是东海和南海进行物质和能量交换的主要通道。海峡内地形变化剧烈,海洋动力环境复杂,加上两侧众多山溪性河流携带大量泥沙流入海洋,是研究动力沉积作用的理想场所。目前,由于缺乏海峡整体的高分辨率地形以... 详细信息

台湾海峡是我国最大的海峡,也是东海和南海进行物质和能量交换的主要通道。海峡内地形变化剧烈,海洋动力环境复杂,加上两侧众多山溪性河流携带大量泥沙流入海洋,是研究动力沉积作用的理想场所。目前,由于缺乏海峡整体的高分辨率地形以及相关实测水文数据,以整个台湾海峡为研究区域的动力沉积模拟尚不多见。本文基于高分辨率地形和相关水文数据,建立了台湾海峡水动力数值模型,耦合泥沙输运模块,模拟台湾海峡的动力沉积过程,并用现场观测资料对模型进行了验证。动力模拟结果表明,台湾海峡的潮流流场由南、北两个潮波控制,具有明显的时间和空间特征,潮流流速夏季大于冬季,海峡中部小于南北两侧,北侧小于南侧。基于冲淤模拟结果,将台湾海峡划分为淤积区、侵蚀区、冲淤平衡区三大类共计7个沉积分区,淤积区沉积速率最大可达5 cm/a,主要集中在台湾浅滩北部,侵蚀区冲刷速率为2~5 cm/a。结合模拟结果,本文建立了台湾海峡沉积输运模式与“源-汇”格局模式,阐述了台湾海峡冲淤变化的动力学机制和“源-汇”过程。

关键词：台湾海峡数值模拟水动力泥沙输运地貌演变

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小麦抗旱相关根系表型原位测量与分析

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农业机械学报 2024年

作者：段凌凤傅金阳王新轶施家伟李为坤杨万能华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室华中农业大学工学院

根系是植物吸收水分的主要通道，根系表型与植物抗旱能力息息相关。为了快速准确地获取小麦根系表型指标，利用土培根盒法进行了小麦干旱胁迫实验，共采集18个时间点的根系时序图像。设计了一套基于深度学习的根系图像处理与分析流程，... 详细信息

根系是植物吸收水分的主要通道，根系表型与植物抗旱能力息息相关。为了快速准确地获取小麦根系表型指标，利用土培根盒法进行了小麦干旱胁迫实验，共采集18个时间点的根系时序图像。设计了一套基于深度学习的根系图像处理与分析流程，针对土壤遮蔽引起的断根问题，提出了一种融合目标检测网络和沙漏注意力网络的检测-修复两阶段断根修复方法，以修复根系断裂区域，并通过多尺度训练和自适应迭代法提高修复精度和鲁棒性。研究提取了小麦在干旱胁迫和对照处理下的根面积、总根长、根宽等6个表型性状，分析了小麦根系对干旱胁迫的表型响应。结果显示，干旱胁迫下，小麦会有更低的根系生物量、更深的根系扎根深度及更分散的根系构型。研究同时计算了小麦根系干旱胁迫耐受性指数，结合主成分分析法，对小麦品种的抗旱能力进行了描述和排序。

关键词：小麦根系表型原位测量抗旱性分析断根修复

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基于满足多边界条件基函数的微分求积法及其应用

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东南大学学报（自然科学版） 2024年第1期54卷 149-155页

作者：汤轶群李振岳东南大学土木工程学院南京211189

提出了一种由基函数来处理梁边界条件的改进微分求积法(MDQM).在构造挠度函数时,通过多次积分来满足梁的所有边界条件,进而利用此函数计算微分求积法中的加权系数矩阵,解决了通过多项式测试函数计算该系数矩阵时难以在同一个点运用多个... 详细信息

提出了一种由基函数来处理梁边界条件的改进微分求积法(MDQM).在构造挠度函数时,通过多次积分来满足梁的所有边界条件,进而利用此函数计算微分求积法中的加权系数矩阵,解决了通过多项式测试函数计算该系数矩阵时难以在同一个点运用多个边界条件的问题.为了研究该方法在梁的各类分析中的应用,首先构造了2类梁在各种边界条件下对应的挠度基函数,再根据Euler-Bernoulli梁振动理论和稳定性理论,基于微分求积法将计算梁的固有频率问题和临界荷载问题转化为求解矩阵特征值的问题,并将结果与精确解进行比较.此外,还根据理想弹塑性梁的平面弯曲理论,利用该方法计算了梁在各种边界条件下的弹塑性位移,并将结果与其他方法对比.结果表明,所提方法对于梁的稳定性分析、固有频率分析及弹塑性分析都具有较高的计算效率和精度.

关键词：微分求积法 Euler-Bernoulli梁固有频率临界屈曲荷载弹塑性

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自主创新VS.技术外取:考虑研发能力的绿色供应链研发策略与合同设计

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中国管理科学 2024年

作者：孙嘉轶龙琦滕春贤哈尔滨理工大学经济与管理学院

循环经济下，绿色技术创新是制造企业走向绿色可持续发展的重要途径。本文考虑一个由下游零售商主导且上下游合作的绿色创新供应链，基于收益共享合同，构建制造商自主创新、模仿创新和合作创新下的三种研发模型，分析制造商研发能力对... 详细信息

循环经济下，绿色技术创新是制造企业走向绿色可持续发展的重要途径。本文考虑一个由下游零售商主导且上下游合作的绿色创新供应链，基于收益共享合同，构建制造商自主创新、模仿创新和合作创新下的三种研发模型，分析制造商研发能力对绿色创新决策的影响，对比三种模型得到不同研发效率下制造商的最优研发方式。最后，进一步考虑零售商分担制造商的研发成本以及制造商公平关切行为，扩展现有模型。研究表明：制造商初始研发能力和吸收能力的提升有利于增加研发努力投入，提高收益共享比例，但会降低零售商的营销积极性；自主创新情形下，零售商营销努力最大，制造商研发努力最小，不同研发情形下制造商最大研发努力与技术溢出效应有关；当制造商研发效率较高时，模仿创新或合作创新为最优研发方式，当研发效率较低时，最优研发方式取决于外部成本；零售商分担研发成本和制造商公平关切行为均有利于制造商的研发活动，但后者会损害零售商以及绿色供应链创新绩效。

关键词：绿色创新研发能力研发方式激励合同

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高校铸牢中华民族共同体意识的文化观教育研究

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中南民族大学学报（人文社会科学版） 2024年第1期44卷 43-50,182,183页

作者：苏晓轶中央民族大学民族学与社会学学院北京100081

马克思主义“五观”教育是当前铸牢中华民族共同体意识教育的重要内容,其中文化观教育是最根本的、最深层次的。坚定马克思主义文化观,增强各族群众中华文化认同,是铸牢中华民族共同体意识的思想基础。高校作为培育各民族学生树立正确... 详细信息

马克思主义“五观”教育是当前铸牢中华民族共同体意识教育的重要内容,其中文化观教育是最根本的、最深层次的。坚定马克思主义文化观,增强各族群众中华文化认同,是铸牢中华民族共同体意识的思想基础。高校作为培育各民族学生树立正确文化观的重要场域,文化观教育面临重大挑战。高校应将文化观教育贯穿立德树人的全过程,以学生发展为中心,全面布局“以文化人、以美育人”的文化观教育路径,在高等教育中有形有感有效地铸牢中华民族共同体意识。

关键词：文化观以文化人铸牢中华民族共同体意识高校

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马克思哲学思想视阈下的高校教育新模式——评《新时代马克思哲学研究》

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当代电影 2024年第2期 I0004-I0005页

作者：石秋轶浙江大学哲学学院

马克思哲学,作为19世纪中期重要的哲学思想,以其深刻的唯物辩证法和历史唯物主义观念,为我们认知社会、推动社会变革提供了深刻而系统的理论基础。“在马克思的著作中,我们找到了理论和实践之间相互联系的纽带,也找到了引领社会进步的... 详细信息

马克思哲学,作为19世纪中期重要的哲学思想,以其深刻的唯物辩证法和历史唯物主义观念,为我们认知社会、推动社会变革提供了深刻而系统的理论基础。“在马克思的著作中,我们找到了理论和实践之间相互联系的纽带,也找到了引领社会进步的钥匙。”在当代社会,随着中国特色社会主义事业的不断深入发展,对于高校教育模式的探索和创新显得尤为重要。与此同时,我们应当以马克思哲学为视阈,审视高校教育的新模式,以更好地引领教育体系的发展。《新时代马克思哲学研究》是一本具有鲜明特色的哲学著作,作者彭劲松力图通过对马克思哲学的系统阐释。

关键词：教育新模式引领社会马克思哲学思想哲学著作高校教育模式视阈下唯物辩证法 19世纪中期

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倪云林小楷风格的成因

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中国书法 2024年第6期 165-166,168页

作者：唐朝轶中国国家画院

元代书家多受赵孟頫书学思想的影响,崇尚复古,以魏晋书风为旨归。但也有不少与赵派书风不同步者,其中以倪云林为代表。本文拟从文化环境、个人性格和审美趣尚三方面探析其小楷风格的成因。

关键词：倪云林小楷书风

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